荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的3套考試試題

綜合試題（一卷）

一、填空題（每空1分，共20分）

1.作用按時(shí)間的變異分為:永久作用，可變作用，偶然作用

2.影響結(jié)構(gòu)抗力的因素有：材料性能的不定性，幾何參數(shù)的不定性，計(jì)算模式的不定性..

3.凍土的四種基本成分是固態(tài)的土顆粒，冰，液態(tài)水,氣體和水汽.

4.正常使用極限狀態(tài)對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能的某項(xiàng)規(guī)定

限值.

5.結(jié)構(gòu)的可靠性是安全性，適用性,耐久性的總稱.

6.結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)分為承載能力極限狀態(tài)，正常使用極限狀態(tài).

7.結(jié)構(gòu)可靠度的確定應(yīng)考慮的因素，除了公眾心理外,還有結(jié)構(gòu)重要性，社會(huì)經(jīng)濟(jì)承

受力,結(jié)構(gòu)破壞性質(zhì)

二.名詞解釋（10分）

1.作用：能使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生效應(yīng)（內(nèi)力，應(yīng)力，位移，應(yīng)變等）的各種因素總稱為作用（3分）

2.地震烈度：某一特定地區(qū)遭受一次地震影響的強(qiáng)弱程度.（3分）

3.承載能力極限狀態(tài)：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載力或不適于繼續(xù)承載的變形，這種

狀態(tài)稱為承載能力極限狀態(tài).（4分）

三.簡(jiǎn)答題.（共20分）

1.結(jié)構(gòu)抗力的不定性的影響有哪些？

答：①結(jié)構(gòu)材料性能的不定性、②結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)的不定性、③結(jié)構(gòu)計(jì)算模式的不定性。

（每點(diǎn)1分）

2.基本風(fēng)壓的5個(gè)規(guī)定.

答：基本風(fēng)壓通常應(yīng)符合以下五個(gè)規(guī)定。①標(biāo)準(zhǔn)高度的規(guī)定。我國(guó)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》

規(guī)定以10m高為標(biāo)準(zhǔn)高度。②地貌的規(guī)定。我國(guó)及世界上大多數(shù)國(guó)家規(guī)定，基本風(fēng)速或基

本風(fēng)壓按空曠平坦地貌而定。③公稱風(fēng)速的時(shí)距。規(guī)定的基本風(fēng)速的時(shí)距為10mino④最大

風(fēng)速的樣本時(shí)間。我國(guó)取1年作為統(tǒng)計(jì)最大風(fēng)速的樣本時(shí)間。⑤基本風(fēng)速的重現(xiàn)期。我國(guó)規(guī)

定的基本風(fēng)速的重現(xiàn)期為30年。（每點(diǎn)1分）（5）

3.簡(jiǎn)要回答地震震級(jí)和烈度的差別與聯(lián)系（6）

答：①地震震級(jí)是衡量一次地震規(guī)模大小的數(shù)量等級(jí)。②地震烈度是某一特定地區(qū)遭

受一次地震影響的強(qiáng)弱程度。③一次地震發(fā)生，震級(jí)只有一個(gè)，然而在不同地點(diǎn)卻會(huì)有不同

的地震烈度，但確定地點(diǎn)上的烈度是一定的，且定性上震級(jí)越大，確定地點(diǎn)上的烈度也越大。

④震中一般是一次地震烈度最大的地區(qū)，其烈度與震級(jí)有關(guān)。在環(huán)境奔件基本相同的情況下，

M=\-\__I

震級(jí)越大，震中烈度越高⑤震中烈席具號(hào)級(jí)近似關(guān)系：3。；非震中區(qū)，烈度與

震級(jí)的關(guān)系：33s\/h乙（前2點(diǎn)1分，后2點(diǎn)2分）

4.簡(jiǎn)述直接作用和間接作用的區(qū)別.（6）

答：①將能使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生效應(yīng)得各種因素總稱為作用；將作用在結(jié)構(gòu)上的因素稱為直接作

用，②將不是作用，但同樣引起結(jié)構(gòu)效應(yīng)的因素稱為間接作用。③直接荷載為狹義的荷載，

廣義的荷載包括直接荷載和間接荷載。（每點(diǎn)2分）

四、計(jì)算題（50分）

M'M

二

雜填土Yl=17KN/m31

CC

粉質(zhì)粘土Y2=19KN/m32

V

=

淤泥質(zhì)土Y3=18.2KN/m3i-lj3

二

中砂Y4=19.6KN/ms4

1.計(jì)算下圖中的土層各層底面處的自重應(yīng)力。（10分）

解：(2分)

^Z1=/A=17X2,O=3W,

(JCZ2=%力1+y2b=17x2.0+19x3.8=106.2X7^(八)

crfz3=Yxhx+/“2+773=17x2.0+19x3.8+(18.2-10)x4.2=140.6KPcl(3分)

crez4=八%+y2h2+773+”4=17x2.0+19x3.8+(18.2-10)x4.2

+(19.6-10)x2.0

=159.8K2

（3分）

2.設(shè)標(biāo)準(zhǔn)地貌為空曠地面，標(biāo)準(zhǔn)高度為10m,條件下測(cè)得的風(fēng)速變化指數(shù)

4=0」5,梯度風(fēng)高=365機(jī)，基本風(fēng)壓%=0.7KN/m2

計(jì)算某市中心ria一,高度為25m處的風(fēng)壓。（10

分）

解:根據(jù)非標(biāo)準(zhǔn)條件下風(fēng)壓的換算公式:

、2a

%(z)Z

(2

分）

已知:z=25m,Zs=10根,a=0.3,將高度為25m處的風(fēng)壓換算成該地貌標(biāo)準(zhǔn)高度

處的風(fēng)壓

明（25）/25「

則：

嗎（25）=1.73叱“，、,

a\/oa（1Af7

分）

又根據(jù)非標(biāo)準(zhǔn)地貌的風(fēng)壓換算公式:

/、-2a

（H\a

Ts11Ts

攻。a二攻。一<ZaJ

\Zs）

（2分）

w=0.7MV/機(jī)24=0.15H=365

已知：°,TS

OL—0.30=390

AHTa,將該地貌處得基本風(fēng)壓換算成標(biāo)準(zhǔn)地貌的基

本風(fēng)壓。

xO152x030

八r365Y-r39oY-

則:uojI25J

（2分）

w=0.393KN/m2

oa（1）

（2）代入（1）得

wa=1.73x0.393

w=U.68KN/

a（1分）

答：上海市中心某地的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)壓為0.68KN/m2。

3.設(shè)有一單質(zhì)點(diǎn)體系，質(zhì)點(diǎn)重為100KN,體系自振周期為1.0秒，位于基本烈

度8度區(qū)，體系所在地設(shè)計(jì)反應(yīng)譜特征周期Tg=O.4s,設(shè)計(jì)反應(yīng)譜下降段指

數(shù)為b=0.7,動(dòng)力系數(shù)最大值瓦ax=2.25,體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50年，求

體系所受小震烈度的水平地震作用。（10分）

解：求地震系數(shù)。因小地震烈度比基本地震烈度小1.5度，則計(jì)算地震烈度為：

1=8-1.5=6.5（2分）

地震系數(shù)公式k=0.125X2-二0.125X26-5-7=0.088

（2分）

根據(jù)我國(guó)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，地震系數(shù)取平均值的85%

=0.85x0.088=0.075（2分）

計(jì)算動(dòng)力系數(shù)。因T>Tg,則

_（n4A07

風(fēng)7）=2.25x—=1.18

（LOJ（2分）

地震作用為

F=G左方（7j=100x0.075xl.18=8.85MV（鉗

4.已知一各三層剪切型結(jié)構(gòu)，如下圖，已知該結(jié)構(gòu)的第一階周期為T(mén)l=0.433s,

設(shè)計(jì)反應(yīng)譜的有關(guān)參數(shù)Tg=O.2s、b=0.9、amax=O.16,采用底部剪力法計(jì)算

地震作用產(chǎn)生的底部最大剪力及結(jié)構(gòu)各層的地震作用。（20分）

rriFlOOOKg

寺

rri2=1500Kg

mi=2000Kg

5

解：確定地震影響系數(shù)a

/02V-*910

%=-^―-0.16=0.0798

{TJmax（0.433J

（2

分）

求底部最大剪力

_3（〃+1）_6_

尸，因質(zhì)點(diǎn)數(shù)133=罰=廠°的

（2分）

F=0.85x（1.0+1.5+2.0）x9.8x0.0798=2.99172V屈分）

各質(zhì)點(diǎn)地震作用：’

F1=F=-----------------x2.991=0.819KN

EeKk

YG.H.2X5+1.5X9+1.0X13乙八、

乙ii（4分）

mG2H2廠1.5x9

F2=?----------Fx2.991=1.106SV

￡G,HiFEKK2x5+1.5x9+1.0x13

ii（4分）

1.0x13

F3=0LFEKx2.991=1.065SV

工GH2x5+1.5x9+1.0x13

（4分）

綜合試題（二卷）

一、填空題（20分）

8.作用按時(shí)間的變異分為：永久作用，可變作用，偶然作用.

9.土的側(cè)壓力分為靜止土壓力，主動(dòng)土壓力，被動(dòng)土壓力.

10.凍土的四種基本成分是固態(tài)的土顆粒，冰,液態(tài)水，氣體和水汽.

11.預(yù)應(yīng)力構(gòu)件按預(yù)應(yīng)力施加先后分為先張法，后張法

12.目前國(guó)際上采用的抗震設(shè)計(jì)原則是小震不壞，中震可修，大震不倒

13.結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)分為承載能力極限狀態(tài)，正常使用極限狀態(tài).

14.由風(fēng)力產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)位移，速度，加速度響應(yīng)一稱為結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng).

二.名詞解釋（3+3+4=.10分）

1.作用：能使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生效應(yīng)（內(nèi)力，應(yīng)力，位移，應(yīng)變等）的各種因素總稱為作用

2.震級(jí)：衡量一次地震規(guī)模大小的數(shù)量等級(jí)，國(guó)際上常用里氏震級(jí)

3.震中距：地面某處到震中的距離稱為震中距

三.簡(jiǎn)答題.（5x4=20分）

5.結(jié)構(gòu)可靠度是怎么定義的？

6.什么叫基本風(fēng)壓?怎樣定義.

7..寫(xiě)出單質(zhì)點(diǎn)體系在單向水平地面運(yùn)動(dòng)作用下的運(yùn)動(dòng)方程.

8.簡(jiǎn)述直接作用和間接作用的區(qū)別.

四計(jì)算題（50分）

1.設(shè)有一單質(zhì)點(diǎn)體系，質(zhì)點(diǎn)重為100KN,體系自振周期為1.0秒，位于基本烈

度8度區(qū)，體系所在地設(shè)計(jì)反應(yīng)譜特征周期Tg=0.4s,設(shè)計(jì)反應(yīng)譜下降段指數(shù)

為b=0.7,動(dòng)力系數(shù)最大值瓦ax=2.25,體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50年，求體系

所受小震烈度的水平地震作用。（10分）

解：求地震系數(shù)。因小地震烈度比基本地震烈度小L5度，則計(jì)算地震烈度為:

1=8-1.5=6.51'

地震系數(shù)公式k=0.125*2,=0.125X2-=0.0883'

根據(jù)我國(guó)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，地震系數(shù)取平均值的85%

左'=0.85x0.088=0.075y

計(jì)算動(dòng)力系數(shù)。因T〉Tg,則

而心5優(yōu)［"18

地震作用為

尸=Gk'鳳7）=100x0.075義1.18=8.85KN3，

2.已知一矩形平面鋼筋多層建筑，位于城市中心，建筑高度45m,平面沿高度保持不變，迎

風(fēng)面寬B=20m地面粗糙度指數(shù)為=。-2,基本風(fēng)壓按地面粗糙度指數(shù)的地貌%=°16,離

地面10m高風(fēng)速確定的基本風(fēng)壓為00=°55左風(fēng)振系數(shù)沿高度不變?yōu)閍=L。，求建

筑物底部彎矩。（標(biāo)準(zhǔn)地貌的梯度風(fēng)高為350m；該城市梯度風(fēng)高為400m,建筑物沿高度劃分

為三段計(jì)算）（20分）

15m

15m

15m

2Qm

解：=〃g(z)z)〃z(z)wo2,

矩形結(jié)構(gòu)，風(fēng)載體形系數(shù)〃s=L3；1'

G)Q=0.55kNIm1y

2=L0y

風(fēng)壓高度變化系數(shù)〃z

2,

以［-0.838"2=1106"3=L3013/

M=1.3x1.0x0.828x0.55=0.592^p〃)

%—1.3x1.0x1.106x0.55=0.19kpa:

GT3=1.3x1.0x1.301x0.55=0.93kpa，

M=g%+①2H2+%/=0.592x15+0.79x30+0.93x45=74.43左N-m4

《荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法》考試試題（2002級(jí)）參考答案

一概念理解題（共計(jì)70分）：

1在結(jié)構(gòu)荷載計(jì)算中，一般主要考慮的有哪些荷載？（5分）

答：一般考慮的荷載為恒載和活載兩類，對(duì)于偶然荷載（特殊荷載考慮較少）。

2基于可靠度的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)）與傳統(tǒng)的安全系數(shù)設(shè)計(jì)有何區(qū)別？對(duì)于功能

函數(shù)（以兩個(gè)變量為例），當(dāng)變量為正態(tài)分布時(shí)，可靠度指標(biāo)有何含義，試作圖表示；（10

分）

答：可靠度設(shè)計(jì)是考慮荷載和抗力是一種隨機(jī)變量，而傳統(tǒng)的安全系數(shù)設(shè)計(jì)方法則將這

些參數(shù)看作固定值，前者更為合理。

對(duì)于Z=g（尺S）=R-S=0,在SOR坐標(biāo)系，首先將變量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化變換，對(duì)基本變量作標(biāo)

準(zhǔn)化變換M=A=此時(shí)將變量轉(zhuǎn)化成了N（O,1）分布，形成新的坐標(biāo)系SoA,

*3

原坐標(biāo)與新坐標(biāo)的關(guān)系為：

S=Sq+〃,，R=黃區(qū)+〃”,得出新坐標(biāo)系的極限狀態(tài)方程：

bMS+wO,令cos4=--/b：,COS0S=-=^=,<=

收+qM+b；收+4

于是有：RCOS0R+SCOS05-/3=Q,如圖所示SO,A坐標(biāo)系，

于是可得：R=\OP'\cos0R=jBcosOR,歐=［。戶］85@=￡cos6s

進(jìn)行變換到原坐標(biāo)系，于是R=+〃口=為0$@0；+〃?,S'=M*q,+〃.，=/cosaq+4,

已知坐標(biāo)系SOR中，極限狀態(tài)方程：R-S=O,顯然此時(shí)其上一點(diǎn)：R-S*=O,由此可求

出可靠指標(biāo)B，驗(yàn)算點(diǎn)R,S'。

3為何對(duì)于不同的荷載在進(jìn)行荷載效應(yīng)組合時(shí)，取一定的分項(xiàng)系數(shù)？（5分）

答：主要是考慮到不同荷載的概率分布形式不一致，而為了計(jì)算的簡(jiǎn)便，將各種荷載的

概率分布的不同通過(guò)的荷載分項(xiàng)系數(shù)以使按極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式設(shè)計(jì)的各種結(jié)構(gòu)可靠指標(biāo)

P與規(guī)定的設(shè)計(jì)可靠指標(biāo)圓之間在總體上誤差最小。

4計(jì)算風(fēng)荷載時(shí)需要考慮幾個(gè)方面的因素；（5分）

答：風(fēng)荷載的計(jì)算主要與三種獨(dú)立的因素有關(guān)：基本風(fēng)壓、風(fēng)壓高度變化系數(shù)、房屋體

型系數(shù)有關(guān)。

5設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期和設(shè)計(jì)使用壽命的概念，兩者有何區(qū)別；（5分）

答：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期是統(tǒng)計(jì)各種荷載（作用）和抗力隨機(jī)變量的年限，一般取50年，而設(shè)

計(jì)使用壽命則是結(jié)構(gòu)物使用年限，一般為20、50、100年，當(dāng)超過(guò)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期之后，結(jié)構(gòu)物

的可靠度會(huì)降低。

6荷載代表值的類型及含義；（1。分）

答：荷載代表值包括荷載的標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、頻遇值和準(zhǔn)永久值，前兩者是在承載能力

極限狀態(tài)中使用，而后兩種則在主要在正常使用極限狀態(tài)中使用。

代表值：為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)最大荷載概率分布的某一分位值，我國(guó)一般取0.95分位數(shù)。

組合值：以荷載代表值為基礎(chǔ)，考慮當(dāng)出現(xiàn)兩種或兩種以上的可變荷載時(shí)，荷載不可能同時(shí)

以其最大值出現(xiàn)，此時(shí)荷載代表值可采用組合值或荷載組合系數(shù)出現(xiàn)。荷載頻遇值主要是為

了對(duì)結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)的短期性能進(jìn)行校核，一般取系數(shù)0.5~0.9（具體參見(jiàn)《建筑結(jié)

構(gòu)荷載設(shè)計(jì)規(guī)范》，荷載的準(zhǔn)永久值系指經(jīng)常作用在結(jié)構(gòu)上的荷載，同樣乘以一個(gè)系數(shù)即可。

總的說(shuō)來(lái)，后三者均是對(duì)可變荷載來(lái)說(shuō)的。

7如何確定結(jié)構(gòu)的目標(biāo)可靠指標(biāo)；（5分）

答：確定結(jié)構(gòu)的目標(biāo)可靠指標(biāo)是在原有的定值設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，采用的主要方法有：類比法;

校準(zhǔn)法，后者是《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》所采用的方法，并根據(jù)安全等級(jí)和結(jié)構(gòu)的

破壞類型來(lái)確定可靠指標(biāo)po

8材料強(qiáng)度的取值是可靠性設(shè)計(jì)的一個(gè)重要方面，材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值可以取其平均值嗎？為

什么？如何取值？（5分）

答：為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全起見(jiàn)，材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值不取平均值，而是取概率分布的0.05

分位值，即在平均值的基礎(chǔ)上減去1.645afo

9作用與荷載的區(qū)別與聯(lián)系，在本書(shū)中是如何對(duì)其分析的？（5分）

答：荷載是指直接作用在結(jié)構(gòu)上的力，而作用是泛指在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生效應(yīng)（應(yīng)力、變形等）

的一切外界因素，通常將兩種概念同等對(duì)待。

10試說(shuō)明梁、柱從屬面積的含義。（5分）

答：對(duì)于結(jié)構(gòu)計(jì)算來(lái)說(shuō)，要分析構(gòu)件受力情況，要對(duì)荷載作用進(jìn)行分析，求其作用在梁

或柱上的荷載，即將作用在樓面上的活荷載以及樓面本身的恒載進(jìn)行分析。

11作用在跨河橋梁上的荷載有哪些？（5分）

答：恒載：橋梁自身重力；活載：風(fēng)荷載、地震荷載、流水壓力、船只（漂浮物）的撞

擊力、車輛荷載（汽車制動(dòng)力、汽車離心力、汽車撞擊力、汽車沖擊力）。

12談?wù)勀銓?duì)可靠性設(shè)計(jì)中中心點(diǎn)法和驗(yàn)算點(diǎn)法的理解。（5分）

答：中心點(diǎn)法沒(méi)有考慮基本變量的分布形式，其前提是假定基本變量服從正態(tài)分布，因

此不是嚴(yán)格意義上的概率分析法，當(dāng)功能函數(shù)為非線性時(shí)，只能在中心點(diǎn)附近取線性近似，

所得的P也是近似的，且中心點(diǎn)離真正的極限狀態(tài)有相當(dāng)距離；數(shù)學(xué)形式的變換也會(huì)導(dǎo)致P

的變化。驗(yàn)算點(diǎn)法考慮了基本變量的分布形式，且能夠無(wú)限接近驗(yàn)算點(diǎn)的位置，從而可以保

證計(jì)算結(jié)果的精確性。

二計(jì)算分析（共計(jì)30分）：

1某結(jié)構(gòu)在抗震設(shè)計(jì)時(shí)可簡(jiǎn)化成單質(zhì)點(diǎn)體系，如圖所示。已知該結(jié)構(gòu)位于設(shè)防烈度為7度的

ni類場(chǎng)地上，設(shè)計(jì)地震分組為第一組。集中質(zhì)量〃7=8.0x10，德，結(jié)構(gòu)阻尼比7=0.05,自

振周期為1.64s,求多遇地震時(shí)水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值工廠（本題6分）

解：根據(jù)已知條件，查書(shū)中表4-4、4-5得，水平地震影響系數(shù)最大值圖,、=0.08,特征

周期q=0.45s,根據(jù)結(jié)構(gòu)阻尼比可知：7=0.9,“1=0.02,r|2=1.0,

因7；<T<5T,故々=［2］小%=［圖）xl.0x0.08=0.025

4

于是水平地震作用FEK=?G=0.025X8.0X10X9.8=19.6）W

2某單跨工業(yè)廠房排架，有橋式吊車，A柱柱底在幾種荷載作用下的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值為：恒載

Mak=35KN?m;風(fēng)荷載M”;吊車豎向荷載Af”=5A7V;吊車水平荷載

M.=15KN?m;屋面活荷載=3&V?根，求A柱柱底彎矩設(shè)計(jì)值（只考慮承載能力極限

狀態(tài)）。（本題10分）

解：根據(jù)題意，這里只考慮標(biāo)準(zhǔn)組合。

1）永久荷載效應(yīng)控制的組合

根據(jù)《規(guī)范》規(guī)定，當(dāng)考慮以豎向的永久荷載效應(yīng)控制的組合時(shí)，參與組合的荷載僅限

于豎向荷載，于是有A柱柱底彎矩設(shè)計(jì)值為

M=1.35x35+1.4x0.7x（3+5）=55.09KN?m

2）由可變荷載效應(yīng)控制的組合

(1)風(fēng)荷載為第一可變荷載

M=1.2x35+1.4x10+1.4x0.7x(5+15+3)=78.54KV?m

(2)吊車水平荷載為第一可變荷載

1.2x35+1.4x15+1.4x0.7x(5+3)+1.4x0.6x10=79.24BV?/n

(2)吊車豎向荷載為第一可變荷載

M=1.2x35+1.4x5+1.4x0.7x(15+3)+1.4x0.6x10=75.047QV*?7:

可以看出，應(yīng)采用吊車水平荷載控制的組合作為彎矩設(shè)計(jì)值。

3假定鋼梁承受確定性的彎矩M=14O7GV?〃2,鋼梁截面的塑性抵抗矩W和屈服強(qiáng)度/?都是

隨機(jī)變量，已知其分布類型和統(tǒng)計(jì)參數(shù)：

抵抗矩W：正態(tài)分布，4=850.0x10)"35,=0.05

屈服強(qiáng)度f(wàn)：正態(tài)分布，/j，=27QMPa,Sf=0.10

用中心點(diǎn)法和驗(yàn)算點(diǎn)法計(jì)算鋼梁的可靠指標(biāo)p(本題14分)

解：功能函數(shù)為：抗力列式2=fW-M=JW-140000,或應(yīng)力列式

M,140000

/=/---=J--------

WW

1)中心點(diǎn)法

(1)取用抗力列式

x-14000=895OQ2V*m,crz=反+-=〃，〃叫用+岑=256589N

可知可靠指標(biāo)尸=3.48

(2)應(yīng)力列式

M

V七——=1053MPa,=21.0MPa

4

可知可靠指標(biāo)尸=3.9

可見(jiàn)中心點(diǎn)法采用不同的功能函數(shù)形式計(jì)算結(jié)果不同。

2)驗(yàn)算點(diǎn)法

抗力列式選用：Z=fW-M=fW-140000

均為正態(tài)分布，不須進(jìn)行當(dāng)量轉(zhuǎn)換，用=七"，于是在新坐標(biāo)系中，極限狀態(tài)

Of/

方程為：）（awW+jUw）-M=0

%=a§=/1,%=a3=],

第一次迭代俯，尸用平均值代入，于是有：

(jUf+afPcrf+aw/3o-w)-M=0,求出0,計(jì)算過(guò)程如下表所示。

迭代步XipX,a.p

1f0270xl06-0.8943.74（舍棄3.74

w850x10^-0.44752.2）

2f3.74180xl06-0.9403.71（舍棄-0.03

W779xl(T-0.34265.41)

3f3.71176xl06-0.9443.71（同上0.00

W796x10^-0.329舍棄方法）

由上表可以看出，采用驗(yàn)算點(diǎn)法兩步即可達(dá)到收斂。

（-）填空題

1.作用隨時(shí)間變化可分為永久作用、可變作用、偶然作用；按空間位置變異分為固定

作用、自由作用;按結(jié)構(gòu)反應(yīng)分類分為靜態(tài)作用、動(dòng)態(tài)作用。

2.造成屋面積雪與地面積雪不同的主要原因是風(fēng)的飄積作用屋面形式屋面散熱等。

3.在公路橋梁設(shè)計(jì)中人群荷載一般取值為3KN/tn?市郊行人密集區(qū)域取值一般為3.5KN

/in?-

4.土壓力可以分為靜止土壓力主動(dòng)土壓力被動(dòng)土壓力。

5.一般土的側(cè)向壓力計(jì)算采用朗肯土壓力理論或庫(kù)侖土壓力理論。

6.波浪按波發(fā)生的位置不同可分為表面波內(nèi)波。

7.根據(jù)凍土存在的時(shí)間可將其分為多年凍土季節(jié)凍土瞬時(shí)凍土。

8.凍土的基本成分有四種：固態(tài)土顆粒，冰，液態(tài)水，氣體和水汽。

9.凍土是一種復(fù)雜的多相天然復(fù)合體,結(jié)構(gòu)構(gòu)造也是一種非均質(zhì)、爸向聶性的多孔介質(zhì)。

10.土體產(chǎn)生凍脹的三要素是水分土質(zhì)負(fù)溫度。

11.凍土的凍脹力可分為切向凍脹力法向凍脹力水平凍脹力。

12.水平向凍脹力根據(jù)它的形成條件和作用特點(diǎn)可以分為對(duì)稱和非對(duì)稱。

13.根據(jù)風(fēng)對(duì)地面（或海面）物體影響程度，常將風(fēng)區(qū)分為13等級(jí)。

14.我國(guó)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)定》規(guī)定以10m高為標(biāo)準(zhǔn)高度,并定義標(biāo)準(zhǔn)高度處的最大風(fēng)

速為基本風(fēng)速。

15.基本風(fēng)壓是根據(jù)規(guī)定的高度,規(guī)定的地貌，規(guī)定的時(shí)距和規(guī)定的樣本時(shí)間確定最大風(fēng)

速的概率分布，按規(guī)定的重現(xiàn)期（或年保證率）確定的基本風(fēng)速,然后根據(jù)風(fēng)速與風(fēng)壓的

關(guān)系所定義的。

16.由風(fēng)力產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)位移速度加速度響應(yīng)等稱為結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)。

17.脈動(dòng)風(fēng)是引起結(jié)構(gòu)振動(dòng)的主要原因。

18.在地面粗糙度大的上空，平均風(fēng)速小脈動(dòng)風(fēng)的幅度大且頻率高o

19.脈動(dòng)風(fēng)速的均方差也可根據(jù)其功率譜密度函數(shù)的積分求得。

20.橫向風(fēng)可能會(huì)產(chǎn)生很大的動(dòng)力效應(yīng)，即風(fēng)振。

21.橫向風(fēng)振是由不穩(wěn)定的空氣動(dòng)力特征形成的，它與結(jié)構(gòu)截面形狀及雷諾數(shù)有關(guān)。

22.在空氣流動(dòng)中，對(duì)流體質(zhì)點(diǎn)起主要作用的是兩種力慣性力和粘性力。

23.根據(jù)氣流旋渦脫落的三段現(xiàn)象，工程上將圓桶試結(jié)構(gòu)分三個(gè)臨界范圍，即亞臨界范圍

超臨界范圍跨臨界范圍。

24.地震按產(chǎn)生的原因，可以分為火山地震陷落地震和構(gòu)造地震

25.由于地下空洞突然塌陷而引起的地震叫陷落地震而由于地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引起的地震則

稱為構(gòu)造地震。

26.地幔的熱對(duì)流是引起地震運(yùn)動(dòng)的主要原因。

27.震中至震源的距離為震源深度,地面某處到震中的距離為震里距。

28.地震按震源的深淺分，可分為淺源地震中源地震深源地震。

29.板塊間的結(jié)合部類型有：海嶺海溝轉(zhuǎn)換斷層及縫合線。

30.震級(jí)是衡量一次地震規(guī)模大小的數(shù)量等級(jí)。

31.M小于/—的地震稱為微震M=2?4為有感地震M>5為破壞性

地震匚

32.將某一地址遭受一次地震影響的強(qiáng)弱程度定義為地震烈度。

33.地震波分為地球內(nèi)部傳播的體波和在地面附近傳播的面波。

34.影響地面運(yùn)動(dòng)頻譜主要有兩個(gè)因素：震中距和場(chǎng)地條件。

35.目前國(guó)際上一般采用小震不壞中震可修大震不倒的抗震原則。

36.底部剪力法是把地震作用當(dāng)作笠效靜力作用在結(jié)構(gòu)上，以次計(jì)算結(jié)構(gòu)的最大地震反應(yīng)。

37.混凝土在長(zhǎng)期作用下產(chǎn)生隨時(shí)間而增長(zhǎng)的變形稱為徐變。

38.可變荷載有3個(gè)代表值分別是標(biāo)準(zhǔn)值和準(zhǔn)永久值組合值。

39.影響結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的因素很多，主要因素有3種，分別是材料性能的不定性Xm

幾何參數(shù)的不定性Xa計(jì)算模式的不定性Xpo

40.結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)可以分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用的極限狀態(tài)。

（二）名詞解釋

1.作用：能使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生效應(yīng)（內(nèi)力、應(yīng)力、位移、應(yīng)變等）的各種因素總稱為作用。

2.地震烈度：某一特定地區(qū)遭受一次地震影響的強(qiáng)弱程度。

3.承載能力極限狀態(tài)：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載力或不適于繼續(xù)承載的變形，這種狀態(tài)

稱為承載能力極限狀態(tài)。

4.單質(zhì)點(diǎn)體系：當(dāng)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量相對(duì)集中在某一確定位置，可將結(jié)構(gòu)處理成單質(zhì)點(diǎn)體系進(jìn)

行地震反映分析。

5.基本風(fēng)壓：基本風(fēng)壓是根據(jù)全國(guó)各氣象站50年來(lái)的最大風(fēng)速記錄，按基本風(fēng)壓的標(biāo)

準(zhǔn)要求，將不同高度的年最大風(fēng)速統(tǒng)一換算成離地面10m的最大風(fēng)速按風(fēng)壓公式計(jì)算

得的風(fēng)壓。

6.結(jié)構(gòu)可靠度：結(jié)構(gòu)可靠性的概率量度。結(jié)構(gòu)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定條件下，完成預(yù)定

功能的概率。

7.荷載代表值：設(shè)計(jì)中用以驗(yàn)算極限狀態(tài)所采用的荷載量值。

8.基本雪壓：當(dāng)?shù)乜諘缙教沟孛嫔细鶕?jù)氣象記錄經(jīng)統(tǒng)計(jì)得到的在結(jié)構(gòu)使用期間可能出現(xiàn)

的最大雪壓。

9.路面活荷載：路面活荷載指房屋中生活或工作的人群、家具、用品、設(shè)備等產(chǎn)生的重

力荷載。

10.土的側(cè)壓力：土的側(cè)壓力是指擋土墻后的填土因自重或外荷載作用對(duì)墻背產(chǎn)生的土壓

力。

11.靜水壓力：靜水壓力指靜止的液體對(duì)其接觸面產(chǎn)生的壓力。

12.混凝土徐變：混凝土在長(zhǎng)期外力作用下產(chǎn)生隨時(shí)間而增長(zhǎng)的變形。

13.混凝土收縮：混凝土在空氣中結(jié)硬時(shí)其體積會(huì)縮小，這種現(xiàn)象叫混凝土收縮。

14.荷載標(biāo)準(zhǔn)值：是荷載的基本代表值，其他代表值可以在標(biāo)準(zhǔn)值的基礎(chǔ)上換算來(lái)。它是

設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)最大荷載統(tǒng)計(jì)分布的特征值，是建筑結(jié)構(gòu)在正常情況下，比較有可能出

現(xiàn)的最大荷載值。

15.荷載準(zhǔn)永久值：結(jié)構(gòu)上經(jīng)常作用的可變荷載，在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)有較長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間，對(duì)

結(jié)構(gòu)的影響類似于永久荷載。

16.結(jié)構(gòu)抗力：結(jié)構(gòu)承受外加作用的能力。

17.可靠：結(jié)構(gòu)若同時(shí)滿足安全性、適用性、耐久性要求，則稱結(jié)構(gòu)可靠。

18.地震作用：

19.超越概率：在一定地區(qū)和時(shí)間范圍內(nèi)，超過(guò)某一烈度值的烈度占該時(shí)間段內(nèi)所有烈度

的百分比。

20.震級(jí)：衡量一次地震規(guī)模大小的數(shù)量等級(jí)。是地震本身強(qiáng)弱程度的等級(jí)，震級(jí)的大小

表示地震中釋放能量的多少。

21.雷諾數(shù)：慣性力與粘性力的比。

22.脈動(dòng)風(fēng)：周期小于lOmin的風(fēng)，它的強(qiáng)度較大，且有隨機(jī)性，周期與結(jié)構(gòu)的自振周期

較接近，產(chǎn)生動(dòng)力效應(yīng)，引起順風(fēng)向風(fēng)振。

23.平均風(fēng)：周期大于lOmin的風(fēng)，長(zhǎng)周期風(fēng)，該類風(fēng)周期相對(duì)穩(wěn)定，周期遠(yuǎn)離結(jié)構(gòu)的自

振周期，不發(fā)生共振，產(chǎn)生靜力效應(yīng)。

24.結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)：由風(fēng)力產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)位移、速度、加速度。既風(fēng)力作用在結(jié)構(gòu)上結(jié)構(gòu)產(chǎn)生

的反應(yīng)。

25.風(fēng)壓：風(fēng)以一定速度向前運(yùn)動(dòng)，遇到建筑物對(duì)建筑物產(chǎn)生的壓力。

26.雪壓：?jiǎn)挝幻娣e地面上積雪的自重。

27.結(jié)構(gòu)的自重：是由地球引起的具有質(zhì)量的材料重力。

28.偶然荷載：在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)不一定出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)其值很大持續(xù)時(shí)間較短的荷載。

29.直接荷載：直接作用在結(jié)構(gòu)上的各種荷載。受力物體與施力物體相互接觸，有形荷載。

30.震級(jí)：一次地震的強(qiáng)烈等級(jí)。

（三）簡(jiǎn)答題

1.簡(jiǎn)要回答地震震級(jí)和烈度的差別與聯(lián)系

答：①地震震級(jí)是衡量一次地震規(guī)模大小的數(shù)量等級(jí)。②地震烈度是某一特定地區(qū)遭

受一次地震影響的強(qiáng)弱程度。③一次地震發(fā)生，震級(jí)只有一個(gè)，然而在不同地點(diǎn)卻會(huì)有不

同的地震烈度，但確定地點(diǎn)上的烈度是一定的，且定性上震級(jí)越大，確定地點(diǎn)上的烈度也

越大。④震中一般是一次地震烈度最大的地區(qū)，其烈度與震級(jí)有關(guān)。在環(huán)攜條件基本相同

M=1+—.]

的情況下，震級(jí)越大，震物1度與高⑤震出烈度與震級(jí)近似關(guān)系：3。；非震中區(qū)，

烈度與震級(jí)的關(guān)系：3°3黑/h

2.敘述結(jié)構(gòu)的功能要求有哪些

答：能承受在正常施工和正常使用時(shí)可能出現(xiàn)的各種作用；在正常使用時(shí)具有良好的工

作性能；在正常維護(hù)下具有足夠的耐久性能；在偶然時(shí)間發(fā)生時(shí)及發(fā)生后，仍能保持必須的

整體穩(wěn)定性。

3.簡(jiǎn)要說(shuō)明結(jié)構(gòu)的荷載與荷載效應(yīng)有何區(qū)別與聯(lián)系

答：荷載是由各種環(huán)境因素產(chǎn)生的直接作用在結(jié)構(gòu)上的各種力。效應(yīng)：作用在結(jié)構(gòu)上的

荷載使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力、變形。例：應(yīng)力、應(yīng)變、位移、速度。

4.說(shuō)明基本風(fēng)壓應(yīng)符合的規(guī)定

答：基本風(fēng)壓通常應(yīng)符合以下五個(gè)規(guī)定。①標(biāo)準(zhǔn)高度的規(guī)定。我國(guó)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》

規(guī)定以10m高為標(biāo)準(zhǔn)高度。②地貌的規(guī)定。我國(guó)及世界上大多數(shù)國(guó)家規(guī)定，基本風(fēng)速或基本

風(fēng)壓按空曠平坦地貌而定。③公稱風(fēng)速的時(shí)距。規(guī)定的基本風(fēng)速的時(shí)距為lOmin。④最大風(fēng)

速的樣本時(shí)間。我國(guó)取1年作為統(tǒng)計(jì)最大風(fēng)速的樣本時(shí)間。⑤基本風(fēng)速的重現(xiàn)期。我國(guó)規(guī)定

的基本風(fēng)速的重現(xiàn)期為30年。

5.什么是荷載的代表值，它們是如何確定的

答：荷載代表值是設(shè)計(jì)中用以驗(yàn)算極限狀態(tài)所采用的荷載量值。

①荷載的標(biāo)準(zhǔn)值：是荷載的基本代表值，其他代表值可以在標(biāo)準(zhǔn)值的基礎(chǔ)上換算來(lái)。它

是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)最大荷載統(tǒng)計(jì)分布的特征值。是建筑結(jié)構(gòu)在正常情況下，比較有可能出

現(xiàn)的作大荷載值。永久荷載均用荷載標(biāo)準(zhǔn)值來(lái)表示。

②準(zhǔn)永久值：結(jié)構(gòu)上經(jīng)常作用的可變荷載，在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)有較長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間，對(duì)結(jié)構(gòu)

的影響類似于永久荷載。準(zhǔn)永久值是在標(biāo)準(zhǔn)值基礎(chǔ)上進(jìn)行折減。折減系數(shù)根據(jù)荷載的類

型不同而不同。

③荷載組合值：當(dāng)荷載在結(jié)構(gòu)上有兩種或兩種以上的可變荷載時(shí)，荷載的代表值采用組

合值。

④荷載頻遇值：可變荷載在結(jié)構(gòu)上較頻繁出現(xiàn)較大值，主要用于荷載短期效應(yīng)組合中。

6.直接荷載與間接荷載的區(qū)別

答：①能使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生效應(yīng)得各種因素總稱為作用；將作用在結(jié)構(gòu)上的因素稱為直接作

用；

②不是作用，但同樣引起結(jié)構(gòu)效應(yīng)的因素稱為間接作用；

③直接荷載為狹義的荷載，廣義的荷載包括直接荷載和間接荷載。

7.簡(jiǎn)述屋面形式對(duì)雪壓的影響

答：風(fēng)對(duì)屋面積雪的影響：

①漂積作用：在下雪過(guò)程中，風(fēng)會(huì)把部分將飄落在屋頂上的雪積到附近的地面上或其它

較低的物體上。

②具有高低跨屋面的情況下，高屋面的雪吹落在較低屋面上。在低屋面上形成局部較大

的漂積荷載。

屋面坡度對(duì)積雪的影響：由于風(fēng)的作用和雪的滑移特征，坡度越大，滑落的雪越多，雪壓越

小。受日照時(shí)間的不同，引進(jìn)屋面積雪分布系數(shù)不同。

8.土壓力的影響因素

答：墻體的形式與剛度，墻背豎直、墻背傾斜受壓力形式不同。

①不同剛度的墻體抵抗土壓力產(chǎn)生的變形不同；

②墻后土體的性質(zhì)，墻后土體的重度不同，產(chǎn)生的應(yīng)力不同；

③填土面的形式，水平和傾斜不同，相當(dāng)于水平地面上加一附加壓力；

④外施荷載的形式，均布荷載，基坑側(cè)向地面上有已建建筑不同；

例如：局部均布荷載，在基坑側(cè)的地面局部布建筑；可變荷載，地面施工機(jī)械、車輛荷載；

集中荷載，山坡建水塔，雷達(dá)站。

9.靜止土壓力、主動(dòng)土壓力形成機(jī)理

答：靜止土壓力：支擋結(jié)構(gòu)在土壓力作用下不產(chǎn)生任何方向的位移或轉(zhuǎn)動(dòng)，保持原有

位置，墻后土體沒(méi)有破壞，土體處于彈性平衡狀態(tài)。此時(shí)墻背土壓力為靜止土壓力。

主動(dòng)土壓力：支擋結(jié)構(gòu)在土壓力作用下，向墻內(nèi)移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，墻后土壓力逐漸減小，當(dāng)達(dá)到

某一位置時(shí)，墻后土體壓力減小，當(dāng)達(dá)到某一位移時(shí)，墻后土體開(kāi)始下滑，作用在擋土墻上

的土壓力最小，滑動(dòng)契體體內(nèi)應(yīng)力處于主動(dòng)極限平衡狀態(tài)，此時(shí)作用在墻背上的土壓力成為

主動(dòng)土壓力。

10.朗肯土壓力理論的基本假設(shè)

答：朗肯土壓力理論的基本假設(shè)：

①對(duì)象為彈性半空間土體；

②地基土具有水平界面，一定的深度和廣度；

③假定土體為彈性介質(zhì)，符合廣義虎克定律；

④不考慮擋土墻及回填土的施工因素，不擾動(dòng)土體，不改變其自然的應(yīng)力狀態(tài)；

擋土墻墻背豎直，光滑，填土面水平，無(wú)超載。墻背與土體不產(chǎn)生摩擦力，無(wú)剪應(yīng)力作用，

無(wú)超載，水平向無(wú)剪應(yīng)力，使土體在豎向和水平向應(yīng)力的主應(yīng)力狀態(tài)。

11.風(fēng)振形成機(jī)理

答：橫風(fēng)向力主要引起風(fēng)振。對(duì)于高層結(jié)構(gòu)風(fēng)振是由氣流本身的動(dòng)力特性形成的。在

結(jié)構(gòu)正面風(fēng)速受到障礙減小，逐漸降低，風(fēng)總要繞過(guò)建筑物，則沿AB繞行，風(fēng)速逐漸增

大在B點(diǎn)達(dá)最大值。繞過(guò)結(jié)構(gòu)后，風(fēng)要恢復(fù)自由狀態(tài)，沿BC流動(dòng)，受摩擦風(fēng)速減小，在

某處摩擦力耗損使風(fēng)速降為零，在BC段出現(xiàn)風(fēng)停滯現(xiàn)象，形成漩泯，引起風(fēng)振。當(dāng)漩渦

脫落頻率與結(jié)構(gòu)自振頻率接近時(shí)，結(jié)構(gòu)發(fā)生劇烈共振，產(chǎn)生橫風(fēng)向風(fēng)振。

12.我國(guó)烈度的分類

答：根據(jù)超越概率將地震烈度分為以下幾類：

①多遇地震烈度：在50年內(nèi)，超越概率為63.2%對(duì)應(yīng)的烈度。

②基本烈度：在50年內(nèi)，超越概率為10%的地震烈度。每一地區(qū)的基本烈度可查《中

國(guó)地震烈度表》獲得。

③罕遇地震烈度：在50年內(nèi)，超越概率為2-3%的地震烈度；

④設(shè)防烈度：是是否進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的依據(jù)，是按國(guó)家批準(zhǔn)權(quán)限審定的作為一個(gè)地區(qū)抗震設(shè)防

依據(jù)的地震烈度。

13.用公式表示單質(zhì)點(diǎn)體系的地震作用的受力情況

答：當(dāng)結(jié)構(gòu)的忠量相對(duì)集中在某一確定位置，可將結(jié)構(gòu)處理成單質(zhì)點(diǎn)體系進(jìn)行地震反

映分析。慣性力，力=一小十%）；阻尼力，。=一。⑴；彈性恢復(fù)力，￡=-kx

14.底部剪力法的原理及基本假設(shè)

答:底部剪力法是振型分解反映譜法的簡(jiǎn)化方法，首先計(jì)算地震產(chǎn)生的底部最大剪力，

將剪力分配到結(jié)構(gòu)各質(zhì)點(diǎn)上。兩個(gè)假設(shè)：

①結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)以第一振型為主；

②任意質(zhì)點(diǎn)得振型坐標(biāo)與該質(zhì)點(diǎn)離地面得高度成正比。%

15.抗浮力的措施

答：抗浮力的措施如下：

①置于透水性飽和地基上的結(jié)構(gòu)物，驗(yàn)算穩(wěn)定性時(shí)應(yīng)考慮采用設(shè)計(jì)水位時(shí)的浮力；②置

于不透水的地基上，結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)地面接觸良好，可不考慮浮力；

③當(dāng)不能確定地基是否透水，應(yīng)將透水和不透水兩種情況與其他荷載組合，取其最不理

者；

④對(duì)有樁基的結(jié)構(gòu)，樁基承臺(tái)底部的浮力，按全底面積考慮，當(dāng)嵌入承臺(tái)時(shí)，不計(jì)樁的面積。

16.簡(jiǎn)述先張法預(yù)應(yīng)力和后張法預(yù)應(yīng)力的實(shí)現(xiàn)過(guò)程

答：①先張法預(yù)加力：先張拉鋼筋，后澆筑包裹鋼筋的混凝土，當(dāng)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)

度后鋼筋和混凝土之間產(chǎn)生粘結(jié)力，鋼筋的彈性恢復(fù)對(duì)混凝土產(chǎn)生的壓力。

②后張法預(yù)加力：先澆筑混凝土，混凝土中預(yù)留放置鋼筋的孔道，待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后

張拉鋼筋，通過(guò)錨固使鋼筋的彈性變形傳給混凝土。

17.荷載組合值的三種形式及其計(jì)算式

答：當(dāng)荷載在結(jié)構(gòu)上有兩種或兩種以上的可變荷載時(shí)，荷載的代表值采用組合值。

①永久荷載為主體:

s=sak+Z^sik

②可變荷載為主體:s=sak+su+^cisik

i=2n

③頻遇荷載為主體:S=SJ可匹+￡必S*

i=2

18.簡(jiǎn)述影響結(jié)構(gòu)抗力的不定性

答：不定性因素包括：材料性能的不定性、幾何參數(shù)的不定性、計(jì)算模式的不定性。

①結(jié)構(gòu)材料性能是指制成構(gòu)件的強(qiáng)度、彈性模量、泊松比等物理性能。受材料本身差異,

制作工藝、環(huán)境條件因素影響；

②結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)指結(jié)構(gòu)截面幾何特征，高度、寬度、面積、慣性距、抵抗矩等。受制作、

安裝會(huì)使結(jié)構(gòu)尺寸出現(xiàn)偏差的影響。

③結(jié)構(gòu)構(gòu)件計(jì)算模式的不定性指抗力計(jì)算中采用的基本假設(shè)不完全符合實(shí)際或計(jì)算公式的

近似引起的變異。受采用理想彈性、理想塑性，均質(zhì)性、各項(xiàng)同性，采用較支座，固定支座

代替邊界條件等因素影響。

19.建筑結(jié)構(gòu)的兩種極限狀態(tài)的表現(xiàn)形式

答：承載能力的極限狀態(tài)：這種極限狀態(tài)對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或不適

于繼續(xù)承載的變形。

①整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡（傾覆、折斷、斷開(kāi)）；

②結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生過(guò)大變形不適于繼續(xù)承載；

③結(jié)構(gòu)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系；

④結(jié)構(gòu)喪失穩(wěn)定性（壓曲）。

正常使用的極限狀態(tài):這種極限狀態(tài)對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性的規(guī)定

限值。

①影響正常使用的外觀變形；

②影響正常使用或耐久性的局部破壞（裂縫）；

③影響正常使用的振動(dòng)；

影響正常使用的其他特征（墻皮脫落，防水失效）。

20.什么是結(jié)構(gòu)的可靠度，如何理解該概念

答：結(jié)構(gòu)可靠度是結(jié)構(gòu)可靠性的概率量度。結(jié)構(gòu)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定條件下，完成

預(yù)定功能的概率。規(guī)定時(shí)間指結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)期，50年。規(guī)定條件指正常設(shè)計(jì)、正常施

工、正常使用條件，不考慮人為過(guò)失因素。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為

00

A=P（Z20）=J〃Z）dz

0

21.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目標(biāo)要考慮哪些個(gè)因素

答：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目標(biāo)有四個(gè)因素需要考慮：

①公眾心理：失效概率為1X102

②結(jié)構(gòu)重要性：結(jié)構(gòu)重要性高，可靠度應(yīng)定得高；

③結(jié)構(gòu)破壞性質(zhì)：脆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目標(biāo)可靠度要高于延性破壞的結(jié)構(gòu)；

社會(huì)經(jīng)濟(jì)承受力：經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)，公眾對(duì)工程可靠度要求越高。

22.民用建筑樓面活荷載在工程設(shè)計(jì)時(shí)如何確定

答：民用建筑樓面活荷載是指建筑物中人群、家具、設(shè)施等產(chǎn)生的重力作用，這些荷載

的量值隨時(shí)間發(fā)生變化，位置也是可以移動(dòng)的，又稱可變荷載。工程設(shè)計(jì)上一般將樓面活荷

載處理為等效均布荷載，均布荷載的取值與房屋的功能有關(guān)?！逗奢d規(guī)范》根據(jù)樓面上人員

活動(dòng)狀態(tài)和設(shè)施分布情況給出了各類房屋或荷載的取值。當(dāng)樓面上的活荷載不可能同時(shí)滿布

時(shí)，在計(jì)算結(jié)構(gòu)或構(gòu)件到樓面荷載效應(yīng)時(shí)可對(duì)樓面均布活荷載予以適當(dāng)折減。

23.工業(yè)建筑樓面活荷載如何考慮

答：工業(yè)建筑樓面活荷載是指廠房車間在生產(chǎn)使用或安裝檢修時(shí)，工藝設(shè)備、加工原料

和成品部件等產(chǎn)生的重力作用。由于廠房加工的性質(zhì)不同，樓面活荷載的取值有較大的差異。

在設(shè)計(jì)多層工業(yè)廠房時(shí)，活荷載應(yīng)由工藝提供，或由土建人員根據(jù)有關(guān)資料自行確定，常見(jiàn)

的工業(yè)建筑樓面活荷載按規(guī)范取值。

24.工業(yè)廠房中吊車荷載如何考慮

答：工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮吊車荷載作用，吊車按其工作的繁重程度分為8個(gè)等級(jí)作

為設(shè)計(jì)依據(jù)。吊車的豎向荷載以最大輪壓和最小輪壓的形式給出；吊車的水平荷載由運(yùn)行機(jī)

構(gòu)啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的水平慣性力引起。當(dāng)廠房?jī)?nèi)設(shè)有多臺(tái)吊車時(shí)，考慮到各吊車同時(shí)聚集

在同一柱范圍內(nèi)可能性小且每臺(tái)吊車影響范圍有限，各臺(tái)吊車同時(shí)處于最不利狀態(tài)的概率更

小，需對(duì)參與組合的吊車數(shù)量加以限制，考慮多臺(tái)吊車荷載的折減。

25.形體不均勻高層建筑中地震作用如何考慮

答：地震時(shí)地面會(huì)發(fā)生水平運(yùn)動(dòng)和豎向運(yùn)動(dòng)，從而引起結(jié)構(gòu)的水平振動(dòng)和豎向振動(dòng)，當(dāng)

結(jié)構(gòu)體型復(fù)雜、質(zhì)心和剛心不重合時(shí)，還會(huì)引起結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。一般情況下，水平地震作用

對(duì)結(jié)構(gòu)起控制作用，可沿結(jié)構(gòu)兩主軸方向分別計(jì)算水平地震力；對(duì)明顯不均勻、不對(duì)稱的結(jié)

構(gòu)應(yīng)考慮水平地震力引起的扭轉(zhuǎn)影響；高烈度區(qū)的高聳及高層建筑結(jié)構(gòu)、大跨度及長(zhǎng)懸臂結(jié)

構(gòu)應(yīng)考慮豎向地震作用。

(四)計(jì)算題

1.某擋土墻高7m,墻背豎直，光滑，填土面水平，墻后為粘性土，

r=18.5Z^V/m30=30°C=lOkpa卡甘+fE工"4-夫,

,Y尸，求其王動(dòng)土壓力。。和被動(dòng)土

F

壓力P。

解題思路：

解：主動(dòng)土壓力：

紇=；坦2/-2cH而+工

2Y

22

Ea=-xl8.5x7xtan(45-—)-2xl0x7xtan(45-—=71.2A^V

22218.5

被動(dòng)土壓力：

EpfM.Kp+ZHC扈